异种金属焊接注意事项
浅谈异种金属的焊接
浅谈异种金属的焊接随着人们对于金属材料需求的不断推进，金属材料的种类也变得多种多样，除了常见的铁、铝、铜等金属之外，异种金属的出现也逐渐增多，比如说钛合金、镍基合金、钨合金等。
然而，由于异种金属在性质上有着明显的差异，对于金属的连接也提出了挑战。
本文将就异种金属焊接这一话题进行讨论，让大家更好地了解异种金属的焊接技术以及影响焊接质量的参数。
一、异种金属焊接的难点一般情况下，在焊接过程中，想要较好地实现异种金属的连接，需要快速冷却过程中所产生的热应力精确掌握。
然而，异种金属的导热系数不同，这就导致了焊接中的材料温度差异过大，使得焊接材料在快速冷却的过程中产生了内应力，从而使焊接后的材料产生了部分或者全部的塑性损失。
此外，由于采用的焊接材料和基材不同，若没有采取合适的操作方法，则会出现焊缝溢铜、堆积、熔池不稳定等缺陷，从而导致焊接质量不达标。
二、异种金属焊接的方法1.钎焊法钎焊法是一种常用的异种金属焊接方法。
钎焊是通过钎料与金属接触，由于钎料的熔点较低，因此采用加热方法使钎料熔化，并在加热的同时，使得钎料与基材间有一定的接触。
在钎焊的过程中，钎料中液相沿着毛细作用向着焊缝两侧扩散，从而实现了金属的连接。
由于钎焊有着低热输入、宽焊缝等优点，因此也被广泛应用于异种金属的连接。
2.电弧焊法电弧焊法是一种通过电弧来完成金属连接的方法。
这种焊接方法通常适用于连接相对较厚的金属板材。
在焊接时，通过高压交流电形成一定的电弧，在钨极上集中高温点，然后将其焊接材料加热熔化，并实现异种金属的连接。
这种方法的优点是可焊接厚度大、连接牢固，而缺点则是加热温度高、变形容易，需要一定的技术经验和操作技巧才能操作。
3.激光焊法激光焊法是一种高能、高质量的焊接方法。
它通过聚焦激光束，实现异种金属的加热和熔化，从而完成焊接过程。
相比于其他一些焊接方法，激光焊法有着加热温度高、作业速度快、精度高的优点，因此在异种金属的焊接中，也有着广泛的应用。
不锈钢与碳钢的异种钢焊接技术要点探究
不锈钢与碳钢的异种钢焊接技术要点探究摘要：不锈钢与碳钢两种金属材料的化学成分和力学性能相差很大，所以把这两种材料焊接称为异种钢焊接，焊接中容易出现硬而脆的σ相（Fe- Cr）和碳化物( M23C6)，选用合适的焊接填充材料、适当的焊接工艺参数，选择好的焊接方法，尽量减少焊接时脆性相的析出，确保焊接产品的耐腐蚀性能和力学性能。
碳钢与不锈钢焊接接头是用填料来确定其化学组成，通过对材料焊接特性进行分析，以保证焊缝耐腐蚀性和力学性能，同时优化焊接工艺及焊接操作方法，以此保证整体焊接的科学性与合理性。
关键词：不锈钢；碳钢；475℃脆性；碳化物：焊接线能量；熔合比。
引言：现代化社会发展趋势下，我国焊接方面取得长足发展与进步，工业产品不断更新及新材料不断出现带动了焊接工艺实施手段不断突破与革新，其中强度高、低磁性或无磁性、可塑性好的不锈钢耐腐蚀材料受到广泛使用，但其价格较高。
从效益角度来看，碳钢的强度可控性强且更易于焊接，价格也比不锈钢更具有优势，在特殊情况下也可作为常用材料进行切削加工。
据此，把不锈钢与碳钢焊接在一起是一种高效又经济的方法，也可以增加较高的社会效益和经济效益。
本文章以不锈钢与碳钢的异种钢焊接技术要点进行讨论，为不锈钢与碳钢焊接提供技术指导与帮助。
一、母材介绍1.1不锈钢：通常是指具有一定防腐能力的合金钢，其主要成分是铁素体中加入大于12%的铬（Cr）或大于8%的镍（Ni）以及其他一些元素。
其原理是铬镍元素与空气中的氧发生化学反应，在金属表面形成致密的氧化膜，增加金属的耐腐蚀性。
1.2碳钢：铁素体中碳含量超过0.2%低于1.7%的金属称为碳钢，可以通过正火、淬火、退火、回火来改变其力学性能和进行切削加工，含碳量越低材质越软，强度及硬度越低塑性越高，越易于焊接。
相反含碳量越高，强度及硬度越大塑性越低，越不易焊接。
二、焊接性能分析2.1焊接接头的脆化现象：不锈钢金属里含有铬，当熔池结晶时600℃—375℃温度区间通过时，易形成一种脆而硬的（Fe -Cr）化合物,使焊缝的韧性急剧下降，这就是475℃脆性[1]，在这个温度区间时间停留越长化合物（Fe- Cr）越多。
2024年浅谈异种金属的焊接
2024年浅谈异种金属的焊接一、异种金属定义异种金属，顾名思义，指的是在化学成分、物理性能以及机械性能等方面存在显著差异的两种或多种金属。
在实际应用中，由于不同金属具有各自独特的优点，异种金属的连接需求应运而生。
这种连接不仅要求保持原有的金属特性，还需要确保连接处的强度和密封性，因此，异种金属的焊接成为一项重要技术。
二、焊接性评估在进行异种金属焊接之前，首先需要对两种金属的焊接性进行评估。
这包括对金属的化学成分、物理性能、机械性能以及热处理性能的全面分析。
通过对比两种金属在这些方面的差异，可以预测焊接过程中可能遇到的问题，并据此选择合适的焊接方法和材料。
三、焊接方法选择异种金属焊接的方法选择需要考虑多种因素，如金属的种类、厚度、结构形式以及焊接要求等。
常见的焊接方法包括电弧焊、激光焊、等离子焊等。
在选择焊接方法时，需要确保焊接过程中的热量输入、熔池形成和冷却速度等参数能够满足异种金属焊接的要求，以获得高质量的焊接接头。
四、焊接材料选用焊接材料的选择对于异种金属焊接的成功至关重要。
在选择焊接材料时，需要考虑母材的化学成分、力学性能以及焊接工艺要求。
通常情况下，焊接材料的成分应介于两种母材之间，以确保焊接接头在性能上能够与母材相协调。
此外，焊接材料的熔点和热膨胀系数等特性也需要与母材相匹配，以避免产生焊接缺陷。
五、焊接工艺参数焊接工艺参数的选择直接影响到焊接接头的质量和性能。
在异种金属焊接中，需要特别关注焊接电流、电压、焊接速度、预热温度等参数的设置。
这些参数的选择需要综合考虑金属的种类、厚度、热导率以及热膨胀系数等因素。
通过合理的工艺参数设置，可以获得良好的焊缝成形和焊接接头性能。
六、焊接接头设计焊接接头的设计对于异种金属焊接同样重要。
在接头设计时，需要充分考虑应力分布、热传递以及变形等因素。
合理的接头设计可以减少焊接过程中的应力集中和变形，提高焊接接头的强度和密封性。
同时，还需要考虑接头的可维修性和可检查性，以便在必要时进行修复或更换。
第十章 异种钢焊接讲解
R207
E5515-B2
R307
E309-15
A307
Ⅳ+Ⅴ
E5515-B1 E5515-B2 E5515-B2-
V E6015-B3
R207 R307 R317 R407
E310-15
A407
（Ⅰ-Ⅳ） +Ⅷ
E309-16 E309-15
A302 A307
型号
埋弧焊 焊丝型号
对应牌号
焊剂
气体保护焊 焊丝牌号
0.030 16.00～18.00 10.00～14.00 2.00～3.00 —
JIS G4307
0.030 16.00～18.00 10.00～14.00 2.00～3.00 0.10 GB/T3280
0.030 11.50～14.50
0.030 18.00～20.00
0.030 18.00～20.00
0.030 18.00～20.00
0.030 18.00～20.00
0.030 17.00～19.00
0.030 17.00～19.00
Ni (0.60) ≤0.08 (0.60) ≤0.08 8.00～10.50 8.00～10.50 8.00～12.00 9.00～13.00 9.00～12.00 9.00～13.00
1.1、不同铁素体钢的焊接 不同强度级别的低碳钢、低合金钢、珠光体耐热 钢之间的异种钢焊接接头，可按合金含量较低一 侧母材或介于两者母材之间选用焊接材料，也可 按合金含量较高一侧母材选用焊接材料，但应优 先按合金含量较低一侧母材选用焊接材料。
接头类别或 组别号
Ⅰ+Ⅰ
Ⅰ+（Ⅱ-1）
Ⅰ+（Ⅱ-2） Ⅰ+（Ⅲ-1） Ⅰ+（Ⅲ-2）
异种钢焊接规范
异种钢焊接规范钢材是目前建筑、制造业中应用最广泛的金属材料，它的优强特性成为其优于其他金属材料的原因。
但是，钢材的不同种类直接导致了它们在焊接时的表现也不同。
异种钢的焊接是比较棘手的问题，也是焊接技术的一个重点和难点。
1.什么是异种钢异种钢是指成分不同或属于不同材料的两种或以上钢种，如钢和铝、钢和铜、镍合金等。
钢珠镍等异种材料都是比较常见的异种钢。
2. 异种钢焊接的挑战异种钢焊接相较于同种钢焊接更具挑战性且难度较高，这是由两种不同材料、不同基态、不同熔点和热膨胀系数的相互作用引起的。
错误的焊接可能会导致焊接处的裂纹、变形、裂纹延伸等问题。
3. 异种钢焊接规范(1)在异种钢焊接之前，应该先确定两种钢的成分和基本性能，选择适合的焊接材料和焊接工艺。
选择合适的焊接机器和工具也是非常重要的。
(2)钢材表面的准备也非常关键。
焊接前应更注重表面处理，使其充分磨光，清理外表涂层和污垢。
特别是异质焊接时，清理非常重要。
不清洁有可能会导致不良的焊缝。
(3)在焊接之前，应进行试验和实验，选择合适的焊接工艺。
对于较为复杂的焊接工艺，建议多进行一些试验，并在小规模范围内进行操作实验。
(4)在焊接过程中，焊工应该仔细观察焊缝的成形和变形，及时调整焊接参数，保持稳定的焊接条件。
焊接完成后，热处理和冷却也需要仔细处理。
(5)在焊接完成后，进行微观机械和化学分析。
如有异常或问题需要重新进行焊接。
4. 总结异种钢的焊接对焊工来说是比较有挑战的。
正确处理好准备和选择合适的焊接工艺，可以大大减少焊接过程中的问题，并最终获得高质量、稳定和可靠的焊接结构。
焊接工人要严格遵守规范，确保焊接质量，为工业制造贡献力量。
异种金属焊接问题及焊接工艺分析
异种金属焊接问题及焊接工艺分析摘要：随着新材料、新工艺、新设备的不断出现，对各类工程构件的性能提出了更高的要求，但是在工程技术中任何一种材料都不可能完全满足使用性能的要求。
由不同材料组成的结构不仅能充分利用各组成材料的优异性能，达到工程中的使用上的要求，而且还能节约贵重金属，降低结构整体成本，提高经济效益，在某些情况下异种材料结构的综合性能甚至超过单一金属结构。
因此异种金属焊接在各行业中得到越来越多的运用和受到人们的重视。
但近年来，国内外多次发生异种金属焊接结构的早期失效事故。
因此，如何保证异种金属焊接接头的可靠性就成为保证结构安全运行的关键。
所以，研究异种金属之间的焊接具有重要的工程实用意义。
关键词：异种金属焊接；问题；焊接工艺1异种金属焊接的特点焊接接头熔合区：是性能最差的区域，异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区。
在靠近熔合区金属区域还形成性能不好的，成分变化的过渡层。
焊接接头的裂纹：(1)冷裂纹：在金属淬硬倾向和氢的作用及焊接应力的共同作用下产生。
(2)热裂纹：这是高合金钢焊缝，特别是纯奥氏体组织的焊缝最易出现在焊缝中的裂纹。
因焊缝中还存在未结晶低熔点共晶体液膜，在相应的应力作用条件下生成了裂纹。
碳迁移现象：会造成接头高温机械性能降低，高温下失效断裂增加，影响高温使用寿命的主要原因之一。
影响碳迁移的因素是温度和时间和化学成分。
2异种金属相溶性问题两者不同的金属是否能进行焊接，取决于这两种金属在焊接的时候，它们的合金的元素之间相互作用。
在两种不同金属元素不需要在液态环境下，也就是在固态条件下就可以发生互相熔解，并形成一种新的状态即固溶体，那么就可以说这两种金属元素符合冶金学概念上的“相溶性”定义。
那么这两种异性金属在原则上就可以进行焊接操作。
合金元素发生相溶必须满足一定的条件，首先，这两种金属的晶格类型一定要匹配，比如被要求焊接的两种异性金属都是立方晶格的样式；其次，被焊接的异性金属的原子半径一定要接近；最后还要求这两种元素在元素周期表中的位置相互临近，这表明了金属的电化学性质差异较小。
焊接异种金属时的问题分析及操作技巧
４ 消氢处理
焊接完毕后应立即进行消氢处理 ，温度一 般为３ ５ ０ ． ， ４ ０ ０ ￣ Ｃ ，其后用保温棉将焊道表面盖严，
时间不得少于３ 小时 ，缓慢冷却。
之 友
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焊接 异 种金 属 时 的 问题 分 析及 操 作 技 巧
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文／ 中原油 田石油化工总厂机修车间 黄学志
ｌ ＿ ３ 两种金属在液态时无限互溶 ，在 固态时互
不溶解而发生共晶反应 ，形成机械々 昆 合物时 ，
焊接性较差 ，如Ｓ ｎ — Ｚ ｎ 。 １ ． ４ 两种金属 （ Ａ 和Ｂ） 组成合金时 ，除了形成
地利用材料各 自的特点 。异种金属的焊接有异
种钢的焊接 、钢与铸铁的焊接 、异种有色金属
法和工艺条件焊接较为简便 ，且能获得优质接 头 ，应能做到合理选用 。因为焊接性是一个相 对的概念 ，同样 的异种金属 ，例如铜与铝 ，选 择手工弧焊可能很难焊接 ，但选用 电阻焊 、扩 散焊就能获得优质稳定的接头。
３ ． ２ 确定合理的过渡层
３ ． ６ 填充有益的合金元素
在焊缝中加入某些金属元素 ，以控制金属 间化合物的产生 ，防止产生裂纹及脆断。 除此 以外 ，组成异种金属焊接构件 的材料
焊接性差 的异种金属直接焊接困难很大时，
可采用能与两种金属都可很好焊接的中间层 （ 如
金属垫 、金属丝 ，金属粉末 、过渡接头 ）的办
是多种 多样的 ，对 接头也有多种要求 ，因此焊
接时采取的工艺措施也是因材料不同而异。
（ 上接第Ｊ 一 ５ ５ 页 ）
异种钢焊接
异种钢接头的焊接1.异种钢接头定义。
异种钢接头主要包括两方面概念：即不同组织（重点指奥氏体和非奥氏体钢）钢之间的焊接；不同强度等级、不同化学成分（其组织基本类似）钢之间的焊接。
其中不同组织钢材之间的焊接难度最大。
2.奥氏体和非奥氏体异种钢焊接主要有三个问题：2.1.焊接时母材的稀释：由于母材的稀释，会出现对裂纹相当敏感的马氏体组织。
例如当低碳钢、低合金钢和不锈钢焊接时，若用一般不锈钢焊材，由于焊缝金属被低碳钢或低合金钢稀释，往往会产生奥氏体和马氏体组织，而熔合线附近，会产生马氏体带；若用低碳钢或低合金钢焊材，不锈钢一侧被稀释部分及焊缝金属会产生马氏体和奥氏体组织，从而引起开裂的危险。
2.2.焊接残余应力和热应力：在焊接热循环或使用温度下，由于两种材料抗膨胀系数和导热性不同（或热膨胀系数和导热性近似，但由于强度等级不同而带来的形变差异）引起的热应力，焊接后残余应力较大且在热处理后不能消除。
碳钢、低合金钢和珠光体耐热体的热膨胀系数大体相同，而奥氏体不锈钢热膨胀系数比碳钢等材料大30~50%，而导热系数却只有碳钢等材料的1/3。
2.3.碳扩散：当铁素体钢和奥氏体钢焊接后，焊接接头重复加热或高温使用时，在铁素体钢一侧，由于碳原子的迁移（扩散），使含碳量减少而形成软化带，而在奥氏体钢一侧却由于碳的过剩而形成硬化带，对于焊接碳稳定化元素不同的材料时，也应注意高温运行条件下的脱碳影响。
2.4.上述三个问题的综合作用的结果是：整个异种钢焊接接头是一个成分、组织和性能严重不均的非均匀体，是构件的局部薄弱地带，这种非均匀体在力学检验和运行中均会出现应力、变形集中和失效的局域化，因此在选择焊接材料时，要充分考虑其焊接工艺性、常温力学性能和长期运行性能，更重要的是要考虑其长期运行性能。
3.异种钢接头焊接材料的选择3.1.不同强度等级铁素体或珠光体类型钢之间焊接：包括低合金高强度钢（18MnMoNbg等）与碳钢、一般耐热钢（12Cr1MoV等）与碳钢、高合金耐热钢（SA-213 T91等）与碳钢、一般耐热钢（12Cr1MoV等）与高合金耐热钢（SA-213 T91等），其总的特点是线膨胀系数接近，导热系数相差不大，焊后或消除应力后的残余应力和高温运行的热应力不大，因而主要考虑运行时工作应力平滑过渡、组织稳定，一般选用成分或强度（常温强度和高温强度）介于两被焊母材之间的焊接材料。
常见异种金属材料的焊接
常见异种金属材料的焊 接
珠光体钢与马氏体钢的焊 接
马氏体钢是介于珠光体钢与奥氏体钢之间 的钢种，含铬量5%-9%和12%的高铬钢。由于含铬量较 高，所以抗氧化性能好，在高温580℃以上，高温持 久强度比一般常用的珠光体耐热钢高，并且有较好的
抗蠕变性能。
• 一、焊接性
常见异种金属材料的焊 接
• 四、焊接材料和坡口
珠光体耐热钢与低合金钢焊接时，应根 据钢材的力学性能来选择相应强度等级的焊接材 料，而不是根据珠光体耐热钢的化学成分来选择
焊接材料。
焊接坡口的选择原则是希望珠光体耐热钢 熔入焊缝金属的量越少越好，即熔合比越小越好。 其目的是为了减少热影响区脆硬的马氏体组织，
常见异种金属材料的焊 接 2、形成增碳层和脱碳层
如果焊后再760℃、保温4-5h进行回火热 处理，则为碳扩散创造了更充分的条件，在靠近 12Cr1MoV钢一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ焊缝的熔合区形成了一个1.0-
1.5mm宽的脱碳层。
常见异种金属材料的焊 接 二、焊接工艺
这类异种钢焊接时，由于焊接性较差，所以 必须采取严格的工艺措施。
常见异种金属材料的焊 接
• 三、预热温度和层间温度
无论是定位焊，还是正式施焊，焊前均 应进行预热。预热温度可根据珠光体耐热钢的要 求(4d or150mm)进行选择。可以整体或局部预热。 对于焊接结构刚度比较大、质量要求高的产品， 最好采用整体预热，而且多层焊时层间温度不能 低于此温度，并一直要保持到焊接结束。焊接过 程如果间断，则焊件应保温后再缓慢冷却，必要 时，还应进行脱氢处理，再施焊时，仍按原要求
常见异种金属材料的焊 接
迁钢3#炉坡口
（Q345+15GrMo）
焊接异种钢的要求
焊接异种钢的要求(1)连接两种钢的焊缝应该是成形良好，无裂纹、未熔合等缺陷。
(2)异种钢焊接接头性能，通常做不到也不要求是两钢种的平均值，但焊接接头的力学性能不应低于两钢种中的较低者，其它性能(如耐腐蚀性)也不应低于两钢种中的较低者。
(3)异种钢的焊缝是由焊丝金属加上两母材钢种三者熔合而成。
一般说来，异种钢焊接时，应该力求焊接接头的化学成分均匀、金相组织均匀。
(4)异种钢焊缝和两种母材的化学成分相异，它们的导热系数和膨胀系数不同，焊后焊接接头中存在着较大的残余应力，当温度变化时还有温度应力，这些应力不应该导致构件的破坏.异种钢焊接的工艺原则异种钢焊接要获得良好的焊接接头，必须采取特殊的工艺措施。
由于异种钢种类繁多，工艺措施不全相同，但需要遵守以下几个共同原则。
1．选择合宜的焊丝异种钢的焊接质量，在很大程度取决于所选用的焊丝。
由于焊缝和熔合区的化学成分和金相组织的不均匀性，可能引起结合性能差和使用性能低。
选择焊丝时，首先考虑的是结合性能，其次才考虑使用性能。
还有当焊缝金属的强度和塑性不能相互兼顾时，应选用塑性好的焊丝。
两种强度等级不同的结构钢之间的异种钢焊接时，选用焊丝的原则是根据强度等级低的母材选择焊丝，这样可保证焊缝的塑性不低于强度等级高的母材的塑性.异种耐热钢焊接时，焊丝的选择按照“低匹配”的原则，即耐热钢和低碳钢或低合金钢焊接时，按低碳钢或低合金钢母材选用焊丝。
当不同Cr、Mo含量的异种耐热钢焊接时，按Cr、Mo含量低的耐热钢选用焊丝。
2．熔合比和坡口角度熔合比就是焊缝金属中被熔化的母材金属所占的百分比。
熔合比小就是焊缝中母材量小，而焊丝熔入到焊缝中量多。
两种不同钢组织的异种钢焊接时，希望焊缝金属中有比较多的焊丝熔入的量，这样焊缝的性能主要取决于焊丝，容易得到良好的焊接接头。
也就是说异种钢焊接要求熔合比小。
增大坡口，就是增加焊丝熔人焊缝的量，也即减小熔合比。
如果两种钢组织较接近的异种钢焊接时，则不宜采用大坡口和小熔合比。
第三节 异种钢的焊接要点
第三节异种钢的焊接要点异种钢焊接的主要问题是熔合线附近的金属韧性下降。
由于焊件经受加热和冷却的作用，在熔合线附近产生脆性的马氏体组织和渗碳层，若再受到热应力的作用，就很易产生裂纹。
焊接参数、接头形式、预热温度及操作技术等直接决定着焊缝的稀释率。
而稀释率又取决于母材金属的熔合比，如图2-1和式(2—2)所示。
当用E308-16、E308-15型焊条焊接奥氏体钢与低碳钢，或焊接异种低合金钢时，即使焊缝的稀释率控制在20%左右，也容易在熔合线附近出现脆性的过渡层：其宽度为0.1--0.8mm，金相组织属于马氏体类型，显著地恶化了接头的质量。
异种钢焊接接头的设计，应有助于焊缝稀释率的减少，应避免在某些焊缝中产生应力集中。
较厚的焊件对接焊时宜用X形坡口或双U形坡口，这样稀释率及焊后产生的内应力较小，但坡口的根部必须焊透。
如受结构限制而只能采用单面焊双面成形工艺时，则先用手工钨极氩弧焊进行打底层焊接，从第二层开始改用焊条电弧焊。
厚度相差较大的焊件，为防止产生过大的应力集中，不推荐采用异种钢焊接。
焊缝的稀释率与钢材的合金含量有关，在同样的熔化面积下，随着合金含量的增多而稀释率增大。
珠光体耐热钢单层对接焊的稀释率在20%～40%。
奥氏体不锈钢的稀释率比珠光体钢约高10%～20%。
焊接电流、焊条直径、焊接速度、焊条摆动方法及焊接层数的选择，应以减少母材金属的熔化和提高焊缝的堆积量为主要原则。
为减少焊缝金属的稀释率，一般采用小电流、细直径焊条及高的焊接速度进行焊接。
随着焊接电流的增大，焊缝稀释率增大。
采用多层多道焊，对于避免接头中的冷裂纹有着显著的效果。
当被焊的两种钢材之一是淬硬钢时，必须进行预热，其温度应根据焊接性差的钢材选择。
用奥氏体钢焊条焊接异种钢接头时，可适当降低预热温度或不预热。
焊接复杂结构时，先分件组装焊接，然后再整体拼装焊接比整体组装焊接好，有助于减小刚度及焊接残余应力。
装配时的定位焊截面不能太薄。
奥氏体不锈钢与其他钢材对接焊时，可在非不锈钢一侧的坡口边缘预先堆焊一层高铬高镍的金属，焊条牌号选用E309-16、E309-15。
异种金属材料焊接接头常识
异种金属材料焊接接头常识一、异种金属材料焊接接头的特点异种金属材料焊接接头和同种金属材料焊接接头的本质差异和特点，在于熔敷金属两侧焊接热影响区和母材有如下诸方面的不均匀性。
1、化学成分的不均匀性异种金属焊接时，由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有明显的差别。
随着焊缝形状、母材厚度、焊条药皮或焊剂、保护气体种类的不同，焊接熔池的行为也不一样。
因而，母材的熔化量也将随之而不同。
熔敷金属与母材熔化区的化学成分由于相互稀释也将发生变化。
由此可见，异种金属焊接接头各区域化学成分的不均匀程度，不仅取决于母材和填充材料各自的原始成分，同时也随焊接工艺而变化。
例如异种金属施焊时所用的焊接电流要尽量小，熔深要浅则受稀释的影响就小。
2、组织的不均匀性由于焊接热循环的作用，焊接接头各区域的组织也不同，而且，往往在局部的地方出现相当复杂的组织结构。
根据舍夫勒组织图（见图1）和稀释率（见图2）可以确定异种金属焊接接头中焊缝区的组织结构。
组织的不均匀性，决定于母材和填充材料的化学成分，同时也与焊接方法、焊道层次、焊接工艺以及焊后热处理过程有关。
若能在工艺上适当调整，可以使焊接接头的组织不均匀程度得到一定的改善。
其中，θ按下式计算：式中，B——填充材料的熔入量（用焊缝中填充材料熔化的截面面积表示）；A——母材的熔入量，同样用焊缝中母材熔化的截面面积表示，A=A1+A2；A1、A2——分别为母材1、2熔入的截面面积。
3、性能的不均匀性焊接接头各区域化学成分和组织的差异，带来了焊接接头力学性能的不同，沿接头各区域的室温强度、硬度、塑性、韧性都有很大的差别。
有时在3～5个晶粒的范围内，显微硬度出现成倍的变化；在焊缝两侧的热影响区，其冲击值甚至有几倍之差。
高温下的蠕变极限和持久强度也会因成分和组织的不同，相差极为悬殊。
物理性能对焊接接头影响最大的因素有热膨胀系数和热导率，它们的差异很大程度上决定着焊接接头在高温下的使用性能。
4、应力场分布的不均匀性异种金属焊接接头中焊接残余应力分布不均匀，这是因为接头各区域具有不同的塑性决定的；另外，材料导热性的差异，将引起焊接热循环温度场的变化，也是残余应力分布不均匀的因素之一。
异种钢焊接的特点及通常存在的问题
Z3CN20-09M与16MnR异种钢焊接时存在的主要问题3.1异种钢焊接的特点及通常存在的问题异种刚焊接时，会遇到一些特有的问题：首先，靠近熔合线的焊缝金属出现过渡层，称为凝固过渡层。
在通常的焊条电弧焊情况下这个凝固过渡层的厚度在100μm左右，其成分沿着它的厚度是变化的，靠近母材的部分成分接近母材，俞远离母材其成分俞接近焊缝金属。
而焊缝金属的成分既不同于填充金属又不同于母材，须要考虑母材的溶合比例才能确定。
可见这个凝固过渡层是焊接异种钢会遇到的性能难以控制的区域，它在存在亦有可能影响接头的整体性能。
限制这个过渡层的宽度并控制它的成分和组织，就成为焊接异种钢所要解决的第一个特有问题。
其次，由于熔合线两侧存在悬殊成分差别，促使碳元素在焊后热处理或随后的加热过程中不断地从低合金侧向高合金侧迁移，使高合金侧增碳，形成增碳层，低合金处脱碳，出现脱碳层。
第三，成分和组织不同的母材，其线膨胀系数不同，焊在一起时焊接应力和变形比同种钢焊接时大，而且不可能用焊后热处理方法加以消除。
由于上述问题，焊接异种钢时通常要求采用较小的焊接线能量以获得较低的母材和熔合比例和较小的焊接应力和变形，此外焊接异种钢时还必须认真地填充金属材料，这种填充金属材料应该和一定比例的母材熔合以后获得的焊缝金属是符合性能要求的。
选取填充金属材料还应该使凝固过渡层尽量窄小，并还要避免在过渡层内出现高合金的马氏体等不利组织。
美国、加拿大等一些国家在异种钢焊接接头早期失效情况以及异种钢焊接接头中的热应力等方面积累了大量的试验数据和实践经验。
然而，国内一些已经使用奥氏体不锈钢异种钢焊接大多采用国外母材、焊材，选用厂家推荐的工艺实施焊接，其工艺试验大多数停留在验证性工艺评定的范畴，对不锈钢异种钢的焊接工艺、接头的高强持久度、接头的组织状态、接头的失效机理等缺少针对我国核电实际情况的深入研究。
3.2 Z3CN20-09M不锈钢与16MnR低合金钢异种钢焊接的难点3.2.1焊接接头的晶间腐蚀问题普通纯高铬铁素体型不锈钢焊接接头在焊接势循环的作用下，被加热到950℃以上温度的区域冷却下来时，会在晶粒间产生腐蚀的倾向。
异种钢的焊接总结
异种材料的分类与组合：异种材料的焊接由于兼顾不同材料的优势，在机械、化工、航空、核电等领域应用非常较广，其中最常见是异种钢的焊接构件。
主要有以下几种情况：1、母材金相组织相同，但焊缝金属与母材基体合金系及组织性能不同；例如：低碳钢与铬钼耐热钢之间的焊接2、母材金相组织不同的异种钢的焊接。
3、复合材料焊接结构件。
异种材料的焊接：指将不同化学成分、不同组织性能的两种或两种以上的材料，在一定工艺条件下焊成满足设计要求和使用要求的构件。
（1）异种材料焊接性分析①物理性能差异T熔不同→焊缝熔化和结晶状态不一致，力学性能变坏；例如：低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金属产生未熔合。
λ不同→接头产生较大的焊接应力和变形，焊缝及HAZ易开裂。
α和C不同→热输入失衡．熔化不均和改变焊缝及其两侧的结晶条件。
例如：热导率高的金属热影响区宽，冷却速度快容易淬硬，而热导率低的金属则发生过热电磁性不同→焊接电弧不稳，焊缝成形差例如：有磁性金属和无磁性金属组合，当采用直流电弧或电子束方法焊接时会因磁场的作用，使电弧偏吹或电子束偏离其轴线(偏向磁铁体一侧)，其后果是磁铁体金属熔化量过大，产生过分稀释，或无磁性金属根部未熔合等缺陷。
力学性能不同→接头力学性能不均匀，恶化接头质量。
②结晶化学性能差异结晶化学性差异（晶格类型、晶格常数、原子半径、原子外层电子结构等）决定两种材料在冶金学上的相容性－无限固溶、有限固溶、形成化合物、产生中间相以及不能形成合金。
当两种材料液固状态下均互溶时，可形成一种新相(固溶体)，这两种材料之间便具有冶金“相溶性”，原则上是可焊的。
例如Cu-Ni（匀晶相图③材料的表面状态材料的表面状态（表面氧化层、结晶表面层、吸附的氧离子、水分、油污、杂质等）直接影响材料的焊接。
④过渡层的控制异种金属焊接时，必产生一层成分、组织、及性能与母材不同的过渡层，其性能很大程度上决定了整个接头的性能。
例如：熔合比越大，焊缝金属与母材的差异越大，过渡层越明显；液态熔池停留时间越长，则焊缝金属混合越均匀，过渡层不明显。
铝钢异种金属焊接
பைடு நூலகம்、钢与铝及铝合金的焊接
由于铝及铝合金的密 度小、比强度高、具 有良好的导电性、导 热性和耐腐蚀性，因 此，近年来采用铝-钢 双金属焊接结构的产 品越来越多，并在航 空、造船、石油化工、 原子能和车辆制造工 业中显示出独特的优 势和良好的经济效益。
3、1
焊接性分析
铝和铁的物理性能相差很大，焊接过程中铝与钢的接 头处会产生很大的热应力，增加裂纹倾向。 铝相对密度2.70，弹性模量70Gpa，泊松比0.33。熔 点660℃。沸点2327℃。
采用冷压焊焊接钢与铝及其合金，有两种焊接工艺： 一种是在Al+Al3Fe的共晶温度以上焊接；另一种是先 在钢件上涂敷Cu、Ag或Zn，然后再进行冷压焊。采 用第一种工艺时，加热温度可控制在654~660℃，这 时铝还处于固态下，而共晶体已成为液态。采用第二 种工艺时，先在钢件上涂敷铜，然后在654~660℃下 铜与铝接触时，产生Cu-Al共晶液相而形成接头。由 于Ag比Cu不易氧化，也可渡Ag，使Ag-Al固溶体与 Fe-Al固溶体形成共晶点为585℃的共晶液相，使共晶 温度大大低于铝的熔点。
2、异种材料焊接难点
1）、异种材料的线膨胀系数不同，容易产生热应力， 而且这种热应力不易消除，结果会使接头处产生裂纹 或大的焊接变形。 2）、异种材料焊接过程中，由于金相组织的变化以及 新生成的物相结构或化合物，可使焊接接头的性能恶 化，给焊接带来困难。 3）、异种材料焊接熔合区和热影响区的力学性能较差， 特别是塑性和韧性明显下降。 4）、由于接头塑韧性的下降以及焊接应力的存在，异 种材料焊接接头容易产生裂纹，尤其是焊接熔合区和 热影响区更容易产生裂纹，甚至发生断裂。
谢谢大家
异种金属的焊接
①与珠光体钢相似； ②与马氏体钢相似； ③与两种钢完全不同，采用奥氏体钢焊丝或焊条。
8.珠光体钢与奥氏体钢的焊接
一、焊接性
①焊缝的稀释 ②过渡层的形成 ③熔合区扩散层的形成（脱碳层、增碳层） ④焊接接头应力状态的特点 ⑤延迟裂纹
二、焊接工艺
①焊接方法的选择 焊条电弧焊，熔合比小，且操作灵活，不受焊件形状的限制。 ②焊接材料的选择 根据母材种类和工作温度进行选择
(2)焊接材料
焊接材料的选择原则：
4.异种钢的焊接要点
1）接头的设计应有助于焊缝稀释率的减小，应避免在某些 焊缝中产生应力集中。
2）焊接电流、焊条直径、焊接速度、焊条摆动方法及焊接层 数的选择，应以减小母材金属的熔化和提高焊缝的堆积量为主 要原则。 3）焊接淬硬钢时，必须进行预热。 4）焊接复杂结构时，先分件组装焊接，再整体拼装，有助于 减小刚度及焊接残余应力。
厚度大于3mm，开X形坡口，保证焊透，或采用埋弧焊。 压焊：真空扩散焊、电阻焊、或闪光焊、爆炸焊；
三、钢与镍及其合金的焊接
①钢与镍及其合金的焊接性
镍与铁的物理及化学性能差别不大，有利于焊接，但易产生气孔及热裂 纹。
高温下镍与氧形成NiO，冷却时镍与氢、碳发生反应，镍被还原，生成 水蒸气和一氧化碳。结晶时形成气孔。
间接熔焊（加过渡段，采用爆炸焊方法制成钛-钢复合件。）
11. 异种有色金属的焊接
一、铝与铜的焊接
①铝与铜的焊接性
方法：压焊（铜与铝的塑性很好）
利用压焊制成铝铜过渡接头，实现同种金属的焊接。
②铝与铜的焊接工艺
<1>氩弧焊 铝与铜氩弧焊时，要将电弧向铜的一侧偏移约相当于板厚 1/2的距离，以便达到两种材料的均匀熔化。
异种金属焊接问题及焊接工艺分析
异种金属焊接问题及焊接工艺分析摘要：现阶段，随着我国科技水平的不断提高，异种金属焊接得到了广泛的普及和应用。
本文主要阐述了异种金属焊接的基本特征，对其存在的常见问题和焊接工艺进行分析，旨在提升我国异种金属的焊接质量，促进我国工业的健康发展。
关键词：异种金属；焊接；问题；焊接工艺引言现代工程中大多数零件的工作环境都为高温、低温、电磁场、腐蚀介质或放射性环境，其中金属材料成为零件的主要原料之一。
而随着技术的发展，对零件要求也不断提升，一种金属材料已经无法满足实际使用需求。
因此在金属零件锻造中，不仅需要对同种材料进行焊接，同时需要对异种材料进行焊接。
在焊接过程中，不仅需要满足不同工作条件对金属材料的不同需求，考虑到成本问题，同时需要节约金属资源，发挥不同金属材料的性能优势。
例如，铝及铝合金金属的应用，在生产制造的过程中，就需要提高异种金属的焊接工艺，对二者之间进行连接，最终实现效益最大化。
1异种金属焊接的基本特征当前异种金属焊接的主流搭配是钢与铝合金，钢是目前机械加工行业领域中最为常见的金属材料，而铝合金则具有质量轻、塑性好、耐腐蚀性强等等特点，比较常见的二者连接方式具有以下两种：一是粘结方式。
该方式中接头的机械强度十分有限，可能无法满足高强度焊接要求，使用情况相对偏少；二是机械连接。
该连接方式能够实现异种金属之间的高强度连接，但无法保证连接气密性，且如果机械连接方式会在连接段留下连接痕迹，严重影响美观。
综上所述，焊接就成为了最为常见的连接手段。
考虑到铝与钢的物理性能存在较大差异。
因此，其焊接过程可能存在较大难度。
以下介绍了几点异种金属焊接的基本特征：（1）焊接熔点特征。
异种金属代表了不同种类金属，所以它们的熔点必然不同，对于铝材料金属而言它的熔点表现偏低，所以在与钢进行异种金属焊接过程中必然出现铝金属材料先完全融合，整体呈现液态，而钢依然处于固态的焊接熔点不同步情况。
（2）焊接密度特征。
还以钢与铝合金为例，这两种金属的密度不同，其中液态的钢水密度要大于铝水，如果二者同时融化就会出现铝水浮在钢水上的情况。
异种金属焊接的热处理要求
异种金属焊接的热处理要求
1. 异种金属焊接时热处理可不能随便呀！就像搭积木，得搭对了才行。
比如说铝和钢焊接，不做好热处理，那强度能行吗？
2. 热处理要求得严格遵守呢！这就好比一场比赛，规则不遵守怎么行。
像钛合金和不锈钢焊接，不按要求来，能保证质量可靠吗？
3. 哎呀，热处理要求真的很重要呀！想象一下，焊接就像做菜，火候不对能好吃吗？铜和镍焊接时不重视热处理，能焊接好才怪呢！
4. 异种金属焊接的热处理要求是马虎不得的呀！这跟建房子一样，根基不稳能行吗？比如镍基合金和碳钢焊接，不注意热处理，怎么能长久呢？
5. 可别小瞧了这异种金属焊接的热处理要求哟！就好像跑步比赛，不做好准备能跑快吗？钼和锆焊接，不好好做热处理，那不是白费劲嘛！
6. 热处理要求必须得重视呀！这不像是培育花朵，精心照料才能开得美。
像铅和锌焊接，不注重热处理要求，能焊接牢固吗？
7. 异种金属焊接的热处理要求绝对不能忽视啊！这跟画画似的，细节不到位能好看吗？钨和钽焊接，不执行热处理要求，能行不？
8. 哇塞，这异种金属焊接的热处理要求可太关键啦！仿佛是一场旅行，规划不好能愉快吗？银和铂焊接，不满足热处理要求，那可糟糕啦！
9. 总之，异种金属焊接时热处理要求一定要认真对待，这直接关系到焊接的质量和效果，千万不能马虎呀！不然出了问题后悔都来不及！。
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异种金属焊接注意事项
一、异种金属焊接存在的问题
异种金属焊接所存在的一些固有问题也阻碍了它的发展，如异种金属熔合区的
构成和性能，异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区，由于靠近熔合区各
段上焊缝结晶特点不同，又易形成性能不好的，成分变化的过渡层。
另外，由于处在高温的时间长，这一区域的扩散层会扩大，会进一步使金属的
不均匀性增加。
而且异种金属焊接时或焊后经热处理或经高温运行后，经常发
现低合金一侧的碳通过焊缝边界向高合金焊缝中“迁移”的现象，分别在熔合
线两侧形成脱碳层和增碳层，在低合金一侧母材形成脱碳层，在高合金焊缝一
侧形成增碳层。
防碍和阻止异种金属结构的使用和发展主要表现在以下几个方面：
(1)在室温下，异种金属焊接接头区的机械性能(如拉伸、冲击、弯曲等)一般优于被焊母材的性能，但高温下或高温长期运行后，接头区的性能劣于母材。
(2)在奥氏体焊缝与珠光体母材之间存在一个马氏体过渡区，该区韧性较低，是
一个高硬度脆性层，也是导致构件失效破坏的薄弱区，它会降低焊接结构的使
用可靠性。
(3)焊后热处理或高温运行过程中碳迁移会导致在熔合线两侧分别形成增碳层和
脱碳层。
一般认为脱碳层由于碳的减少而导致该区域组织、性能发生较大变化
(一般是劣化)，从而使得该区域容易在服役过程中发生早期失效。
很多服役中的高温管线或者试验中的高温管线的失效部位都集中在脱碳层。
(4)失效与时间，温度和交变应力等条件有关。
(5)焊后热处理不能消除接头区的残余应力分布。
(6)化学成分的不均匀性。
异种金属焊接的时候，由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有着明显的差别，焊接过程中，母材和焊材都会熔化并相互混合，混合的均匀程度随着焊接工艺的改变而改变，而且焊接接头不同的位置，混合均匀程度也有很大差异，这就造成了焊接接头化学成分的不均匀性。
(7)金相组织的不均匀性。
由于焊接接头化学成分的不连续，经历了焊接热循环后，焊接接头各个区域出现不同的组织，往往在某些区域出现极其复杂的组织结构。
(8)性能的不连续性。
焊接接头的化学成分和金相组织的差异，带来了焊接接头力学性能的不同。
沿焊接接头的各个区域强度、硬度、塑性、韧性、冲击性能、高温蠕变、持久性能都有很大差别。
这种显著的不均匀性使得焊接接头不同区域在相同的条件下，表现出来的行为有很大的差异，出现弱化区域和强化区域，尤其是在高温的条件下，异种金属焊接接头在服役过程中经常出现早期失效。